鄂西北小麦枯白穗病原物类型研究

摘要：通过对鄂西北4个不同县（市、区）冬小麦不同生育期的病样跟踪调查，初步掌握了引起鄂西北小麦枯白穗的病原物发生现状。分离培养结果表明，鄂西北小麦枯白穗是由多种病原物复合侵染所致，主要致病病原物有根腐蠕孢菌（Biopolaris）、白绢病菌（Sclerotium）、全蚀病菌（Gaemannomyces）、镰刀菌（Fusarium）、丝核菌（Rhizoctonia）和链格孢菌（Alternaria）6个属。其中全蚀病菌单胞分离方法及小麦白绢病菌菌核的培养方法均为国内首次报道。

关键词：小麦枯白穗；病原物；小麦白绢病菌（Sclerotium）；全蚀病菌（Gaemannomyces）

中图分类号：S512.1+1；S435.121.5 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2012）23-5348-04

Study on the Types of Pathogenic Fungi Causing Wheat Seedless Grain in Northwest Hubei Province

WANG Hua，YANG Li-jun，XIANG Li-bo，YU Da-zhao

（Institute for Plant Protection and Soil Science/Hubei Laboratory of Crop Diseases， Insect Pests and Weeds Control，

Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China）

Abstract： Based on the investigation of the seedless grain of winter wheat in different stages and different areas of northwest Hubei province， the occurrence of seedless grain was prelimilarily understood. The isolating result showed that the seedless grain in northwest Hubei province was caused by complex pathogens belonged to Biopolaris， Sclerotium， Gaemannomyces， Fusarium， Rhizoctonia and Alternaria. Gaemannomyces unit cell separation method and the Sclerotia culture method were the first report in China.

Key words： seedless grain； pathogens； Sclerotium； Gaemannomyces

近5年来，鄂西北小麦主产区在小麦抽穗后出现大量枯白穗，造成重大产量损失。2009年枣阳市、老河口市、襄州区该病发生加重，大规模发病面积达400 hm2，发病田块有的成片绝收。江汉平原麦区2009年也有零星发生。病害发生区农技部门大多不能说出其病因。为了有针对性地预防小麦枯白穗，迫切需要搞清造成小麦枯白穗的病原物类型。因此，本课题组对引起鄂西北小麦枯白穗的原因进行了全生育期跟踪调查研究，现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 病样采集

2009年分别从鄂西北麦区枣阳（杨垱镇）、襄州（伙牌镇）、襄阳原种场和老河口（张集镇）4地，于小麦三叶期（病害侵染期）、分蘖拔节期（病害上升期）、抽穗期（病害显症期）和成熟期（病害稳定期）4个时期取样[1]，重病田块内棋盘式选取10点取样，每点选取典型枯白穗症状的病株10株进行室内分离培养。各取样点具体信息见表1。

1.2 病原菌的室内分离和培养方法

1.2.1 常规组织分离法 采用常规组织分离法[2]分离病菌。所用培养基为马铃薯葡萄糖琼脂培养基（Potato dextrose agar，PDA）。在发病植株根部、茎部分别切取2 mm×2 mm组织块，冲洗干净，用70%乙醇（体积分数，下同）消毒30 s，再用浓度50 g/L的漂白粉溶液消毒2～3 min，然后用无菌水冲洗3次，每次1 min，最后移植于加有50 μg/mL的氨苄青霉素和50 μg/mL 的硫酸链霉素的PDA平板上，置25 ℃恒温条件下培养4～5 d。用无菌接种针挑取菌落边缘的菌丝移至PDA斜面试管中，置于25 ℃恒温条件下培养5 d后在4 ℃冰箱内贮存用于鉴定。

1.2.2 全蚀病菌单胞分离法 先从染病的麦茎基部的叶鞘上挑取子囊果置于白纸上，把单个子囊果放在盛有70%乙醇的培养皿中进行30～60 s的表面消毒，后取出子囊果放在消毒好的载玻片上，滴上1滴灭菌水，盖上灭菌好的盖玻片。用镊子轻压盖玻片，压破子囊果释放子囊和子囊孢子。用灭菌水把子囊孢子洗到灭菌的培养皿中，再将其移到EP管中，制备成孢子悬浮液后离心，弃上清，将下层液用无菌水调成103个/mL的孢子浓度备用。用打孔器在灭菌水琼脂平板上打孔，将平板中心打满，然后用毛细管吸孢子悬浮液，滴到孔中央。在显微镜下寻找孔内只存在单个子囊孢子的琼脂饼，把其移至1/4 PDA的培养皿中，倒置于23 ℃培养箱中培养，待孢子萌发后，即得到全蚀病菌单孢菌株[3]。

1.2.3 小麦白绢病菌菌核培养方法 挑起从小麦根部（基部）分离到的白绒状（似白绢菌）菌丝于直径6 cm培养皿的PDA培养基平板上；密封上述培养皿，于18～22 ℃黑暗条件下培养6～7 d，小麦白绢病菌菌核可形成[4]。

1.3 主要病原菌种类的鉴定

将供试分离物接种到PDA培养基上，23～25 ℃（不同分离物培养温度不同）条件下恒温培养。5～7 d后，观察各分离物在培养基上的菌落形态，并采集菌丝形态照片；挑起上述各分离物菌丝制作玻片，在光学显微镜下观察分生孢子及分生孢子梗的形态特征；按照植物病原真菌分类标准[5]，根据各个分离物的菌丝形态及孢子形态确定各分离物所属的病原物类型，统计各病原物出现的频率。

2 结果与分析

2.1 主要病原菌的形态学分类标准

经室内分离培养，依据分离到的各个分离物的菌丝形态及孢子形态进行病原鉴定，得到的主要病原菌有镰刀菌、白绢病菌、全蚀病菌、蠕孢菌、链格孢菌、丝核菌及其他菌类。各病原菌的形态描述如下：①齐整小核菌（Sclerotium rolfsii Sacc.）。在PDA上菌落圆形，菌丝白色绢丝状，有隔膜，多分枝，向四周平铺扩展，23 ℃培养7 d后菌落上菌丝集结产生菌核，且沿皿周缘形成，菌核表生，球形或椭圆形，先白色后渐变为黑色，表面光滑具有光泽（图1-D）。根据真菌鉴定手册，确定该菌为半知菌亚门小菌核属齐整小核菌。②全蚀病菌小麦变种（Gaeumannomyces graminis var. tritici）。1/2 PDA培养基上菌落初为灰白色，呈透明散射状，皿边有向心反卷现象，后期深褐色，菌丝分支处各产生一个分隔，呈“∧”形，有类似菌丝分枝的卵圆形或棒状简单附着枝（图1-E）。③链格孢菌（Alternaria spp.）。在PDA培养基上菌落呈墨绿色，分生孢子梗暗褐色或橄榄褐色，单生或丛生，分生孢子串生，有纵横隔膜，形状变化较大（图1-A）。④蠕孢菌（Bipolaris spp.）。在PDA上呈灰白色，气生菌丝较多，分生孢子长圆筒形，壁薄，色浅，脐点凹入基细胞（图1-B）。⑤禾谷丝核菌（Rhizoctonia cerealis）。在PDA上气生菌丝发达，呈浅褐色，直角分枝，分枝处有缢缩。培养11 d 左右产生1～2 mm大小菌核，菌核分布均匀或不均匀，各菌株之间在菌落颜色、菌核大小、菌核多少以及分布上存在较大差异。⑥镰刀菌（Fusarium sp.）。在PDA 培养基上生长慢，气生菌丝疏松，呈白色绒絮状，菌落中央呈桃红色或玫瑰红色，2～3 d 菌丝体顶端变为黄色，老龄菌丝红褐色，粗细不均匀，易产生厚垣孢子和小分生孢子（图1-C）。

2.2 鄂西北小麦不同生育期病样中主要病原菌的分离频率

从病原菌的分离结果（图2）可以看出，在PDA 培养基上共分离病组织块1 295 块，分离到菌落1 097个，总分离率为84.71%。其中三叶期分离到菌落287个，分离率85.67%；分蘖拔节期分离到菌落265个，分离率82.81%；抽穗期分离到菌落260个，分离率81.25%；乳熟期分离到菌落285个，分离率89.06%。从各地区的分离结果比较看，各地区的病原物组成基本相同，且各地区各菌出现的频率在三叶期和分蘖拔节期之间差异不大。如三叶期4地区均以镰刀菌和蠕孢菌为主，分别占34.12%～44.45%和28.21%～36.84%；其次为白绢病菌占6.35%～14.28%，全蚀病菌占6.35%～12.85%，链格孢菌占2.56%～5.71%，丝核菌占1.42%～5.13%；分蘖拔节期4地区均以镰刀菌和蠕孢菌为主，分别占33.33%～41.93%和28.57%～36.11%，其次为白绢病菌占6.45%～13.89%，全蚀病菌占9.67%～15.87%，链格孢菌占1.38%～3.22%，丝核菌占1.38%～4.84%。但在抽穗期和乳熟期各地区全蚀菌和镰刀菌的分离率之间存在明显差异。如抽穗期老河口、枣阳、襄阳和襄州的全蚀菌依次为13.11%、17.64%、27.69%和30.31%，镰刀菌依次为26.22%、29.41%、15.38%和18.18%；乳熟期老河口、枣阳、襄阳和襄州的全蚀菌依次为13.69%、16.67%、28.57%和31.42%，镰刀菌依次为21.91%、31.94%、14.28%和17.14%。从各生育期的统计结果比较看，各生育期的病原组成上基本相同，但各生育期各菌出现的频率在不同生育期之间存在明显差异，如三叶期和分蘖拔节期各菌频率依次为镰刀菌38.33%、35.84%，蠕孢菌31.36%、31.69%，白绢病菌9.75%、11.32%，全蚀病菌9.41%、12.83%，抽穗期和乳熟期各菌频率依次为镰刀菌22.31%、21.41%，蠕孢菌14.23%、15.08%，白绢病菌29.61%、30.17%，全蚀病菌22.31%、22.45%。

上述结果表明，各地区分离的主要病原菌种类相同。因丝核菌及链格孢在各次的分离中出现的频率都在5.5%以下，所以未加分析。

3 小结与讨论

本研究对鄂西北小麦主产区导致小麦枯白穗的主要病原真菌进行了分离鉴定，结果表明，鄂西北小麦枯白穗主要是由禾谷丝核菌、平脐蠕孢菌、镰刀菌、禾顶囊壳菌、齐整小核菌等多种致病物单独作用或共同作用造成。其中枣阳以镰刀菌和齐整小核菌为主，其次为禾顶囊壳菌和平脐蠕孢菌；襄州主要以禾顶囊壳菌和齐整小核菌为主，其次为镰刀菌、平脐蠕孢菌；襄阳主要以齐整小核菌和禾顶囊壳菌为主，其次为镰刀菌、平脐蠕孢菌；老河口主要以齐整小核菌和镰刀菌为主，其次为平脐蠕孢菌、禾顶囊壳菌。总体来看，拔节期以前以镰刀菌危害为主，抽穗至乳熟期以白绢病菌和全蚀菌危害为主。

小麦生长后期枯白穗对小麦产量和品质影响很大；枯白穗主要是由病害、虫害、药害、冻害和异常天气造成的[6]。近年来，小麦枯白穗症状的病害一直被国内外学者作为一种复合根病进行研究[7-9]。其中沈瑞清等[10]、盛秀兰等[11]和何苏琴等[12]认为甘肃、宁夏两地引起小麦枯白穗症状的主要病原为全蚀菌和蠕孢菌，李冬梅等[13]认为华北和东北地区以蠕孢菌和镰刀菌为主，而加拿大、澳大利亚和巴西等国引起小麦枯白穗症状的主要病原为蠕孢菌和镰刀菌[14，15]。该研究中，抽穗期和乳熟期采样田均未喷施农药，排除了药害；鄂西北在2009年4～5月均无低温、高温、干热风和异常天气出现，排除了冻害和异常天气造成的影响；在采样过程中，虫害样本出现的比例低于0.1%，排除了虫害。因此认为2009年鄂西北小麦主产区在小麦抽穗后出现大量枯白穗的原因主要为病害。

该研究明确了2009年以来鄂西北小麦枯白穗形成的主要原因及导致枯白穗形成的病原物种类和分布情况，为生产上小麦枯白穗的防治及抗病鉴定、抗源筛选、抗病育种提供了依据。

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